package com.company.Graph;

import java.lang.reflect.Array;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;

/**
 * @author VX5
 * @Title: MJC
 * @ProjectName DataStructure
 * @Description: TODO
 * @date ${DAT}22:27
 */
public class Graph {
    private ArrayList<String> vertexList;//存储顶点集合
    private int[][] edges;//存储图对应的临阶矩阵
    private int numOfEdges;//表示边的数目
    //定义一个数组，记录某个节点是否被访问
    private boolean[] isVisited;

    public static void main(String[] args) {
        //测试图
        int n = 5;//节点的个数
        String VeretexValue[] = {"A","B","C","D","E"};
        //创建图对象
        Graph graph = new Graph(n);
        //循环添加点
        for (String value:VeretexValue){
            graph.insertVertex(value);
        }
        //添加边
        graph.insertEdge(0,1,1);
        graph.insertEdge(0,2,1);
        graph.insertEdge(1,2,1);
        graph.insertEdge(1,3,1);
        graph.insertEdge(1,4,1);

        //显示邻接矩阵
//        graph.showGrapj();

//        System.out.println("深度遍历");
//        graph.dfs();

        System.out.println("广度优先！");
        graph.bfs();

    }

    public Graph(int n){
        edges = new int[n][n];
        vertexList = new ArrayList<>(n);
        numOfEdges = 0;
        isVisited = new boolean[n];
    }
    //插入节点
    public void insertVertex(String vertex){
        vertexList.add(vertex);
    }
    //添加边

    /**
     *添加边
     * @param v1  图中点的标记
     * @param v2   同上
     * @param weight
     */
    public void insertEdge(int v1,int v2,int weight){
        edges[v1][v2] = weight;
        edges[v2][v1] = weight;
        numOfEdges++;
        isVisited = new boolean[5];
    }

    //得到第一个邻接节点的下标
    public int getFirstAdjacent(int index){
        for (int j = 0;j < vertexList.size();j++){
            if (edges[index][j]>0){//下个节点存在
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }

    //根据前一个邻接节点的下标来获取下一个邻接节点
    public int getNextNeighbor(int v1,int v2){
        for (int j = v2 +1;j < vertexList.size();j++){
            if (edges[v1][j] > 0){
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }
    //深度优先遍历算法
    //i第一次就是0
    public void dfs(boolean[] isVisited,int i){
        System.out.print(getValueByIndex(i)+"->");
        isVisited[i] = true;
        int w = getFirstAdjacent(i);
        while (w != -1){
            if (!isVisited[w]){
                dfs(isVisited,w);
            }
            //如果w节点被访问过
            w = getNextNeighbor(i,w);
        }
    }

    public void dfs(){
        //遍历所有的节点，进行dfs【回溯】
        for (int i = 0;i < getNumOfVertex();i++){
            if (!isVisited[i]){
                dfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    //图中常用的方法  返回图中节点的个数
    public int getNumOfVertex(){
        return vertexList.size();
    }
    //得到边的数目
    public int getNumOfEdges(){
        return numOfEdges;
    }
    //返回节点i(下标)对应的数据-》A 1-》B 2-》C
    public String getValueByIndex(int i){
        return vertexList.get(i);
    }
    //返回v1-v2的权值
    public int getWeight(int v1,int v2){
        return edges[v1][v2];
    }
    //显示图对应的矩阵
    public void showGrapj(){
        for (int[] link:edges){
            System.out.println(Arrays.toString(link));
        }
    }

    //广度遍历所有定点
    public void bfs(){
        for (int i = 0; i < getNumOfVertex();i++){
            if (!isVisited[i]){
                bfs(isVisited,i);
            }
        }
    }

    //广度优先遍历
    private void bfs(boolean[] isVisited,int i){
        int u;//队列的头节点的对应下标
        int w; //邻接节点下标
        //队列，节点访问的顺序
        LinkedList queue = new LinkedList();
        System.out.print(getValueByIndex(i)+"=>");//访问节点，输出信息;
        isVisited[i] = true;
        //将节点加入队列
        queue.addLast(i);

        while(!queue.isEmpty()){
            //取出队列的头节点下标
            u = (Integer) queue.removeFirst();
            w = getFirstAdjacent(u);//得到第一个邻接节点的下标w
            while (w!=-1){//找到
                if (!isVisited[i]){
                    System.out.print(getValueByIndex(w)+"=>");
                    isVisited[w] = true;
                    //入队
                    queue.addLast(w);
                }
                w = getNextNeighbor(u,w);
            }
        }
    }
}
